直流空气电弧作用下触头烧蚀特性

触头烧蚀会影响低压断路器的使用寿命和可靠性,研究触头烧蚀特性对于低压断路器的研制具有重要意义。为此建立了直流空气电弧作用下的触头烧蚀模型,考虑蒸发和喷溅两种烧蚀机制。针对触头熔池的传热和流动现象,建立了熔池的二维磁流体动力学模型,并结合熔化凝固模型模拟触头熔化相变过程。在熔池模型的基础上,建立蒸发和喷溅烧蚀模型。基于Langmuir方程和气体动力学理论建立蒸发模型,综合考虑沸点以下蒸发过程和沸点以上蒸发过程,分析蒸发通量与熔池表面温度的关系。基于概率统计理论建立喷溅烧蚀模型,得到材料的喷溅烧蚀质量。此外,定量分析触头材料、电流、触头尺寸和触头形状4种因素对触头烧蚀特性的影响,以期得到降低触头烧蚀的方法。研究结果表明:电流低于20 A时以蒸发烧蚀为主,电流高于200 A时以喷溅烧蚀为主;在保证触头尺寸大于熔池尺寸的前提下,减小圆柱形触头的半径,可降低触头材料烧蚀,但触头尺寸对触头烧蚀的影响很微弱;同等条件下半球形触头烧蚀质量最大,其次是圆台形,圆柱形触头烧蚀质量最小。     

分断速度对触头电弧侵蚀影响的数值分析

将电弧发展进程与触头分断过程结合起来,建立了电弧侵蚀热传播过程的数学模型。对触头分断过程中的电弧侵蚀现象进行了数值计算,分析了分断速度对输入触头能量、熔池尺寸的影响。分析表明,控制分断速度在一定范围内可有效地减小电弧对触头的侵蚀。     

磁场作用下直流电弧分断特性及触头侵蚀的研究

直流电弧作用下，触头侵蚀现象会对电器接触系统性能产生影响，降低电器使用寿命。为探究触头分断时电弧特性以及对触头的侵蚀过程，本文基于磁流体动力学理论并结合动网格技术，以AgSnO₂为触头材料，建立了电弧-触头多物理场数值耦合仿真模型。分析了恒定磁场下电弧特性随时间的变化过程，并进一步探究了不同磁场强度电弧对触头侵蚀变化规律；考虑触头材料的相变并求解了触头内部温度分布和熔池的形成过程。仿真结果表明，电弧受洛伦兹力作用转移至触头边缘，触头材料温度上升发生相变形成熔池。在一定范围内，随外加磁场强度变大，电弧熄灭速度加快，触头表面熔池域变小。最后，采用粉末冶金法制备AgSnO₂触头材料并进行电弧分断实验，实验所得影响规律与仿真结果较为一致。     

低压开关分断过程不同参数对触头侵蚀影响分析

对自由燃弧状态下低压开关分断过程中电弧温度场及触头熔池的变化进行了分析。以电磁流体动力学为基础,采用滑移网格技术,建立了简化的直动式触头系统打开过程中的电弧及熔池的统一数学模型。计算了不同参数条件下触头间电弧温度场及触头熔池的变化情况,得到了触头分断速度和分断电流对电弧温度场及触头熔池变化趋势的影响。与现有文献及经验结论进行了对比,证明该模型可以较为准确地反映触头烧蚀趋势,对新型触头的分析和设计具有一定的指导意义。     

电器电极材料喷溅侵蚀的理论计算

文章分析了喷溅侵蚀产生的机理，指出力的作用、熔池气泡的逸出、液池瀑沸是导致喷溅产生的直接原因。进一步研究发现：熔池大小、熔池几何尺寸和熔池温度是表征熔池特征的3个基本参数；熔池的喷溅概率由熔池基本参数决定。在此结论的基础上，运用统计概率的方法建立了能预测交流大电流情况下的喷溅侵蚀的理论模型。该模型的仿真结果与试验吻合。仿真结果表明热导率、比热和其他材料参数对喷溅侵蚀产生重要影响。这种能衡量金属喷溅量相对大小的数学模型为触头材料的选材提供了理论依据。     

电弧作用下触头烧蚀特性的仿真研究

开断电弧对断路器触头的烧蚀会影响其使用寿命和可靠性。针对空气电弧作用下的断路器触头烧蚀行为进行了仿真研究。将电弧等效为正态分布的热源,基于传热学和流体学,分析了触头材料的温度变化过程和相变过程;此外,研究了熔池受力对熔池流动及温度的影响;最后,考虑触头材料的蒸发,模拟了触头表面的形貌及温度变化。仿真结果表明：触头温度由表面向内以半圆弧的形式扩散,熔池会先逐渐增大,在电弧作用消失一段时间后才逐渐减小;表面张力对熔池区域内的流动起主导作用,电磁力和浮力依次;考虑触头材料的蒸发时,触头表面会形成烧蚀凹坑,凹坑处的温度最高,凹坑随燃弧时间持续增大。     

开关电器触头表面金属熔池的行为特征分析

本文分析了触头表面金属熔池的形成和发展过程,熔池中液态金属的流体动力学特性和结晶学特征,为分析触头的电侵蚀、材料转移和熔焊等性能提供理论依据。     

银基铜复合触头银含量的电脑计算

在生产、科研中，常常要计算银基铜复合触头中的铆钉形触头的含银量，这是一个很重要的参数，对模具设计、材料定额、成本结算、销售价格都有直接的影响。1．问题的提出这类计算似乎很简单，但要综合考虑许多因素，精确地算出几百乃至上千种不同规格的不同材料的复合铆钉触头不是一件容易的事。复会触头的银含量影响因素很多，规格、尺寸、材料繁多，所以造成二方面困难，一是计算繁琐、二是工作量大。复合触头铆钉型的各部分尺寸，外形及尺寸标注如图1，以球面复合铆钉触头为例。不难看出银合金含量H是各部分尺寸的函数，即：从几何形状看…     

浅谈交流接触器触头参数的选择与配合

一、前言触头参数是触头开距、超程、触头压力、各极触头不同时接触性、触头接触的几何参数(位置、尺寸)以及触头压降等参数的总称。它是接触器基本的而又十分重要的参数。触头参数的选择与配合恰当与否对接触器的工作可靠性有极重大的影响:如触头开距对临界分断能力的影响;触头超程对电寿命的影响;触头压力对动作特性、发热、动热稳定和通断能力的影响;各极触头不同时     

直流接触器触头电弧侵蚀特性

触头开断过程中会产生电弧,从而导致触头表面被侵蚀,影响其电接触性能。由于直流供电系统不存在自然过零点,致使直流接触器触头受电弧侵蚀影响比交流接触器更加严重。为了研究电弧对触头的侵蚀作用,基于磁流体动力学理论,考虑电弧与触头之间的能量耦合,建立电弧-触头动态耦合模型,研究了电流等级和分断速度对触头电弧侵蚀特性的影响。仿真结果表明：近阳极区电弧温度高于近阴极区电弧温度;电流等级由20 A提高到30 A时,电弧温度和燃弧时间显著提高,燃弧能量增加75.93%,使得触头侵蚀更加严重;触头分断速度由0.1 m/s增加到0.2 m/s时,电压电流的变化率提高,燃弧时间和熔池体积减小,燃弧能量减少47.83%,电弧对触头的侵蚀作用降低。实验结果与仿真相吻合,验证了仿真模型的正确性。     

TIG焊时的熔池形状及尺寸

焊接件在焊接过程中由于热输入导致的温度分布决定了焊接件的最终质量,熔池形状及尺寸的研究是预测焊接过程中温度场的一部分。在前人理论研究的基础上,通过对ＴＩＧ焊时熔池尺寸的实际测量,对大量的实验数据进行归纳、整理得出了熔池形状、尺寸与焊接规范的关系表达式。     

Estimation of thermal loads on the VVER vessel under conditions of inversion of the stratified molten pool in a severe accident

Analysis of the thermal state of molten pools that can be formed on the vessel bottom of the VVER-600 medium-power reactor during a severe anticipated accident with melting of the core is represented. Two types of the molten pool of core materials, with the two-layer and inverse three-layer stratification, are considered. Thermal loads acting on the reactor vessel from the melt are estimated depending on its formation time. Features of the thermal state of the melt in the case of its inverse stratification are analyzed. It is shown that thermal loads on the reactor vessel exceed the critical heat flux (CHF) when forming the two-layer stratified molten pool 10 and 24 h after its shutdown, and the thermal load is close to the corresponding CHF or somewhat exceeds it in 72 h. In the case of the formation of the inverse structure of the melt, one can observe a decrease by more than 2.5 times (in comparison with the two-layer stratified structure) in the thermal load on the reactor vessel in the region of its contact with the upper layer of the steel melt. Analysis of results showed that maximum densities of heat flux to the reactor vessel from the bottom metallic layer with the melt inversion did not exceed corresponding CHFs 24 and 72 h after the reactor shutdown. Because the thermal load on the reactor vessel can be localized in the region of its bottom, where the CHF is relatively small, during the inverse stratification of the melt, there is a need to carry out further in-depth experimental and analytical investigations of conditions for formation of the stratified molten pool and to obtain corrected experimental CHFs for conditions and outlines of cooling the external surface of the VVER-600 vessel in a severe accident.     

云遮挡条件下熔融盐吸热管防护的数值模拟

基于吸热器单管模型,采用Fluent数值软件模拟研究云遮挡发生时及防护后,不同热流密度、熔融盐流速、表面对流换热系数吸热管温降特性的影响。研究结果表明：辐射热流密度对于熔盐吸热管壁面温度降低至接近凝固点的时间影响有限;对流换热系数越大越容易出现熔盐凝固;熔盐进口流速越低,熔盐出口温度降低至接近凝固点的时间越长;单根吸热管壁面温度下降至熔盐最低使用温度时间约为20 s,采用加装防护装置及降低熔盐进口流速相结合的防护策略,可将其时间延长近6倍,最长延缓至143 s。     

云遮挡条件下熔融盐吸热管防护的数值模拟

基于吸热器单管模型,采用Fluent数值软件模拟研究云遮挡发生时及防护后,不同热流密度、熔融盐流速、表面对流换热系数吸热管温降特性的影响。研究结果表明：辐射热流密度对于熔盐吸热管壁面温度降低至接近凝固点的时间影响有限;对流换热系数越大越容易出现熔盐凝固;熔盐进口流速越低,熔盐出口温度降低至接近凝固点的时间越长;单根吸热管壁面温度下降至熔盐最低使用温度时间约为20 s,采用加装防护装置及降低熔盐进口流速相结合的防护策略,可将其时间延长近6倍,最长延缓至143 s。     

熔盐法和柠檬酸盐法对LSCF烧结活性的影响

分别采用熔盐法和柠檬酸盐法制备了组成为La_(0.6)Sr_(0.3)Co_(0.3)Fe_(0.7)O_(3-δ)的固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极粉体材料,对比了二者的烧结活性,并对粉体粒度分布和表面活性进行了表征。结果发现柠檬酸盐法合成的粉体具有更高的烧结活性。粒度分析实验表明柠檬酸盐法合成粉体的一次颗粒尺寸比熔盐法大约小了一个数量级;吸附性能实验表明柠檬酸盐法合成的粉体具有更强的吸附能力。较小的颗粒尺寸和较高的粉体表面能使得柠檬酸盐法合成的粉体具有更高的烧结活性。     

熔融碳酸盐燃料电池性能影响因素分析

提高熔融碳酸盐燃料电池 (MCFC)性能、延长其寿命是促进其商业化的关键。对MCFC主要性能影响因素 :工作压力、温度、反应气体的组成和利用率、杂质、电流密度和工作时间等进行了分析。结果表明 ,提高气体工作压力和温度可以提高电池性能 ,但为保证电池寿命 ,应限制在一定范围内 :反应气体组成的变化将影响MCFC电压 ;为获得电池整体最佳性能 ,利用率不应过高 ;燃料气体中的杂质必须加以清除 ;在所应用的电流密度范围内 ,电压损失主要是由欧姆过电位造成 ,为此应当减小欧姆阻抗     

Synchronous weld pool oscillation for monitoring and control

A novel approach for inducing and monitoring oscillations in a molten weld pool is presented. Recent research efforts have illustrated that the weld pool resonates at natural frequencies that are related to its dimensions and state of penetration. This phenomenon may be used to monitor the weld pool, particularly its depth of penetration, in a closed-loop feedback control system. The approach used to induce pool oscillations was to excite the weld pool with current pulses synchronized to the natural oscillations of the pool. Implementation of this synchronous weld pool pulsing technique was based on the use of a phase-locked loop (PLL) system. The natural weld pool oscillations are used as the reference frequency source and a pulsing circuit is controlled by the PLL oscillator, so that the arc current pulses repeatedly impact the pool after a fixed number of reference oscillation periods. An optical sensor detects the pool oscillations which are amplified, filtered, and limited to eliminate amplitude variations from the optical signal. A model of the weld pool is developed which uses a fluid droplet formulation for the relation of weld pool geometry and other physical parameters to the natural frequencies of the weld pool. Comparison of the weld pool's actual resonant frequency with the expected resonant frequency as predicted by weld pool geometry models and measurements of the pool width (or area) allows assessment of the state of penetration of the weld pool into the workpiece     

一种快速原型平台的实际应用

快速原型技术初期主要来源并应用于模型加工业,现在人们根据其基本理论和根本特性,已经将其引入数字信号处理等众多具有软硬件相结合特点的行业。对快速原型技术进行了介绍,并对实施快速原型的平台Power和PowerPC架构进行了详细的介绍。最后,对一种快速原型平台的实际应用进行了介绍和详细的整体分析,通过分析可以得出快速原型平台在雷达信号处理中不仅仅可以减小设计的整体难度,还能够大大缩短设计周期和产品的设计和生产成本,是一种有效的设计手段。